甘藍型油菜-菘藍二體異附加系的創(chuàng)制和細胞學分析.pdf

1、通過遠緣雜交創(chuàng)建的異源染色體附加系、代換系和易位系可用于研究不同物種染色體組間的親緣關系、基因的定位和表達、將近緣種的有利性狀和基因引入作物等。菘藍(Isatis indigotica Fort.，2n=14，Ⅱ)屬于蕓薹科（Brassicaceae）菘藍族（Isatideae）植物，是我國廣泛栽培的藥用植物，也是油菜抗性改良的重要種質資源。在前期研究中，以甘藍型油菜（Brassica napus L.，2n=38，AACC）品種“華雙

2、3號”與菘藍的體細胞雜種（2n=52，AACCⅡ）為母本與華雙3號連續(xù)回交及選育，建立了全套的單體異附加系（2n=39，AACC+1Ⅰa-g），即將菘藍的7條染色體分別附加到甘藍型油菜的染色體組上。但這些附加系因細胞質重組而表現(xiàn)較高程度的雄蕊心皮化發(fā)育而雄性育性很低（附加e染色體的可育），很難獲得二體附加系，給保存及研究帶來困難。在本研究中，為了將這些附加系的重組細胞質轉換為甘藍型油菜的正常細胞質及消除其對花器官及雄性育性的影響、培育育

3、性提高的二體附加系，以全套附加系為父本、華雙3號為母本雜交，從后代中鑒定出單體異附加系后再自交便產(chǎn)生二體異附加系（2n=40，AACC+1Ⅱa-g）（Disomic alien addition lines，DAALs）;對其進行了形態(tài)、分子標記、細胞學的分析，主要結果如下:
　　1.甘藍型油菜細胞質的DAALs的選育與鑒定。
　　在華雙3號（母本）與全套附加系（父本）的雜交后代中，只從附加5條菘藍染色體的附加系(a,b，d

4、，e，g)后代中鑒定出了所需的單體附加系植株(2n=39);它們的花發(fā)育正常、花粉育性比重組細胞質的附加系明顯提高，自交后產(chǎn)生數(shù)量不等的種子，在自交后代的植株中通過細胞學及分子標記鑒定出附加一對菘藍染色體的二體異附加系(DAALs)(2n=40，AACC+1Ⅱa.b.d.e.g)。
　　2.DAALs的細胞學行為及花粉育性。
　　經(jīng)普通細胞學與基因組原位雜交觀察，在DAALs的花粉母細胞(PMCs)減數(shù)分裂過程中，38條甘藍

5、型油菜染色體與2條菘藍染色體的配對與分離基本正常，在終變期形成20個二價體，后期Ⅰ進行20∶20的均等分離;第二次分裂中形成正常的四分體及四個子細胞，落后染色體的比例極低，為其較高的花粉育性奠定了細胞學基礎。只有附加b染色體的DAALs的花粉育性較低(66.40％)，其余四個DAALs的育性均在90％以上。
　　3.DAALs中菘藍染色體的傳遞率。
　　用菘藍的著絲粒引物Cen1R和Cen1F擴增華雙3號、菘藍及5個DAAL

6、s自交后代植株的葉片DNA，菘藍及全部DAALs均有特異的擴增產(chǎn)物，而華雙3號沒有。再用每條菘藍染色體特異性的SSR引物進行擴增，華雙3號沒有帶，菘藍和DAALs90％以上的后代都顯示帶，表明DAALs的較穩(wěn)定遺傳行為及菘藍染色體的較高傳遞率。
　　4.DAALs的形態(tài)特征及脂肪酸組成
　　各個DAALs在葉片顏色與形狀、株型及分枝習性、花的顏色和氣味上有所差異。雖然DAALs的角果長度有差異且均比華雙3號的短，但有的DAA